Nuevo modelo experimental desarrollado para 'balsas lipídicas' en células vivas

Es una declaración bastante trivial: si desea ingresar a la casa a través de una puerta, lo mejor es tomar una llave en la mano, abrirla y entrar. Pero si no tiene idea de cómo se ve la llave o dónde está escondida, debajo del tapete de la puerta, en las escaleras del sótano. - Se vuelve mucho más difícil. Es similar en biología. No hace falta decir que hay puertas que conectan el interior de las celdas con el exterior. Sin embargo, una de estas puertas todavía desconcierta a los científicos: las llamadas "balsas lipídicas". Estas son ciertas áreas de la membrana celular en las que se acumulan lípidos, que son importantes para la transmisión de señal de las células. Estas son plataformas enriquecidas con colesterol que parece balsas, estas áreas "flotan" a través de la membrana celular. A través de las balsas lipídicas, las moléculas también pueden entrar y salir de la célula. En particular, los científicos sospechan que estas "balsas lipídicas" también están contribuyendo a enfermedades como la infección por Parkinson, Alzheimer o HiV, cuyos patógenos ingresan a las células a través de estas balsas lipídicas. La comprensión de este mecanismo es, por lo tanto, fundamental para la aparición de tales enfermedades. Sin embargo, nadie ha podido caracterizar completamente las "balsas de lípidos" en las células vivas, hasta ahora su tamaño y vida aún están sujetos a debates vigorosos. Solo en las membranas modelo se han observado y caracterizado completamente las "balsas", pero "estos modelos no eran muy transmisibles a las células reales", explica el Dr. Jean-Baptiste Fleury (Universidad de Saarland). El experto en microfluídica explica por qué esta es la razón: "Por un lado, los experimentos previos fueron muy grandes, es decir, en el rango de micrómetros. Sin embargo, a nivel celular, los procesos tienen lugar a nivel nanométrico, es decir, de nuevo por un factor de 1000 a continuación. Además, las balsas lipídicas en el experimento han tenido una vida mucho más corta que en las células reales ", explica Fleury. En lugar de entre uno y 15 milisegundos, las balsas lipídicas experimentales anteriores solo existían durante aproximadamente 10 nanosegundos, es decir, aproximadamente una millonésima parte de las balsas lipídicas naturales. Jean-Baptiste Fleury ha desarrollado un sistema de experimento que acerca tanto la escala de tamaño como la dimensión temporal de estas balsas lipídicas mucho más cercanas a las condiciones naturales que hasta ahora. Para hacer esto, colocó alrededor de nanotubos de carbono de 10 nanómetros de largo, como reemplazo de una proteína transmembranar artificial, dentro de la membrana modelo para desencadenar la formación de una región de colesterol ultrapequeña alrededor de este nanotubo de carbono. Pudo observar que la concentración de colesterol juega un papel decisivo en si los nanotubos atravesaron la célula o si quedaron atrapados en la membrana celular. "Descubrimos que los nanotubos en presencia de altas concentraciones de colesterol pueden emerger espontáneamente de la bicapa en unos pocos milisegundos mientras quedan atrapados en la membrana si la bicapa no contiene colesterol". Los físicos teóricos de la Universidad de Rovira i Virgili en Tarragona (España) y la Universidad de Nanjing en China desarrollaron las bases para esto. En meses de simulaciones por computadora, calcularon el comportamiento de los nanotubos y el colesterol y luego usaron la experiencia de Saarland de Jean-Baptiste Fleury como físico experimental para verificar el conocimiento teórico en el experimento. De esta manera, el equipo de investigación internacional ha desarrollado nuevos enfoques fundamentales para investigar la balsa lipídica, de modo que el desarrollo de enfermedades y los procesos celulares también se puedan entender mejor. Publicaron sus hallazgos en la famosa revista "Physical Review Letters".